JP2006329785A - 井戸の液面検出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】充分な耐久性を確保するとともに構造を簡単にした上で、環境温度の変化によっても井戸の液面を精度良く検出する。
【解決手段】耐熱性および耐蝕性を有する材料によって形成される検出管２が井戸１内の液中に先端部を浸漬させるようにして井戸１に挿入され、検出管２の先端から空気を漏出させるに充分な圧力および量の空気を連続的に供給し得る空気供給源３および検出管２間に絞り５が介設され、絞り５を迂回する開閉弁９が空気供給源３および検出管２間に設けられ、検出管２内の空気圧を検出する圧力検出器が検出管２に接続される。
【選択図】 図１

Description

本発明は、井戸の液面検出装置の改良に関する。

井戸の液面を検出するために、液中に浸漬させるようにして圧力センサを井戸内に吊り下げ、圧力センサに加わる水頭圧によって井戸の液面を検出するようにしたものが、たとえば特許文献１によって既に知られている。
特開平９−１５９５０９号公報

しかるに、温泉井戸内は、硫化水素等の腐食性ガスが存在し、しかも高温の雰囲気にあるので、上記従来のように、圧力センサを湯中に直接浸すような検出手法では、充分な耐久性を確保することが困難である。

そこで本出願人は、温泉井戸に挿入されたステンレス鋼製の検出管に空気供給源を接続し、検出管の先端から空気を漏出させた後に検出管への空気供給源からの空気供給を遮断した状態で検出管内の圧力を検出するようにした簡単な構造で、充分な耐久性を確保しつつ湯面を正確に検出し得るようにした温泉井戸の湯面検出装置を、特願２００４−２５７４３３号で既に提案している。

ところが、温泉井戸の設置場所によっては環境温度の変化が大きく、上記提案装置のように検出管に空気供給源から間欠的に空気を供給するようにしたものでは、空気供給を停止した状態で検出管内の空気の容積が環境温度の変換によって大きく変化し、それによって湯面の検出精度が低下してしまうことがある。

本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、充分な耐久性を確保するとともに構造を簡単にした上で、環境温度の変化によっても井戸の液面を精度良く検出し得るようにした井戸の液面検出装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は、耐熱性および耐蝕性を有する材料によって形成されるとともに井戸内の液中に先端部を浸漬させるようにして前記井戸に挿入される検出管と、該検出管の先端から空気を漏出させるに充分な圧力および量の空気を連続的に供給し得る空気供給源と、前記検出管および前記空気供給源間に介設される絞りと、該絞りを迂回して前記空気供給源および前記検出管間に設けられる開閉弁と、前記検出管内の空気圧を検出するようにして検出管に接続される圧力検出器とを備えることを特徴とする。

このような構成によれば、検出管には、絞りによって流量が絞られた少量の空気が常時供給され、検出管の先端からは少量の空気が気泡となって常時漏出することになり、その際の検出管内の圧力は、検出管の先端から液面までの水頭圧に対応した値となっており、検出管内の圧力を検出する圧力検出器で液面レベルに応じた圧力を正確に検出することができる。しかも検出管内に常時少量の空気が供給されるので、環境温度の変化が生じても検出管内の空気の容積が大きく変化することはなく、環境温度の変化によっても井戸の液面を精度良く検出することができる。また井戸内に挿入されるのは、耐熱性および耐食性を有する材料によって形成される検出管だけであり、井戸内が腐食性ガスの存在する高温雰囲気にあっても、充分な耐久性を確保することができる。また開閉弁を開弁することにより、検出管内に比較的大量の空気を供給することができるので、検出開始時に液面レベルを速やかに検出することができる。さらに検出管に供給される空気量が少量ですむので空気供給源の小型化が可能である。

以下、本発明の実施の形態を、添付の図面に示した本発明の一実施例に基づいて説明する。

図１〜図３は本発明の一実施例を示すものであり、図１は本発明装置の構成を示す図、図２は圧力検出器の縦断面図、図３は絞りの構成を示す縦断面図である。

先ず図１において、地面にはたとえば温泉井戸である井戸１が掘削されており、その井戸１内の液面Ｌを検出するために、たとえば内径を８ｍｍφとした検出管２がその先端を井戸１の底部１ａに近接する位置まで挿入され、検出管２の先端部は湯中に浸漬される。しかも検出管２は、耐熱性および耐食性を有する材料によって形成されるものであり、たとえばＳＵＳ３０４やＳＵＳ３０６Ｌ等のステンレス鋼製またはフッ化樹脂製のものである。また地表では、空気供給源３が管路４、絞り５、管路６およびＴ字形の管継手７を介して検出管２に接続され、前記管継手７には圧力検出器８が接続され、また管路４，６間には絞り５を迂回するようにして開閉弁９が接続される。

空気供給源３は、コンプレッサ１０と、該コンプレッサ１０に接続されるタンク１１と、該タンク１１に接続される空気フィルタ１２とを備えるものであり、コンプレッサ１０はタンク１１内の圧力が所定値以下となるのに応じて作動し、タンク１１に貯留された加圧空気は空気フィルタ１２で濾過されて絞り５側に圧送される。

而して前記絞り５で絞られた少量の空気が、前記検出管２の先端から空気を漏出させるに充分な圧力で検出管２に常時供給されることになる。また開閉弁９は、たとえば常閉型電磁弁であり、その開閉作動は制御手段Ｃによって制御される。

図２において、圧力検出器８は、半導体圧力センサ１３を用いて、該半導体圧力センサ１３が備える半導体感圧要素１４に対する空気圧を検出するように構成される。

半導体圧力センサ１３は、圧力導入管１５ａを有して合成樹脂により形成されるハウジング１５内に半導体感圧要素１４が内蔵されて成るものであり、半導体感圧要素１４に連なる複数の端子１６，１６…がハウジング１５を液密に貫通してハウジング１５外に突出され、図１で示すように制御手段Ｃに接続される。

半導体圧力センサ１３は支持部材１７に取付けられる。この支持部材１７は、円盤部１７ａと、円盤部１７ａの一端中心部から同軸に突出する円筒部１７ｂと、円盤部１７ａの他端外周から半径方向外方に張出す鍔部１７ｃとを一体に有して、たとえば真鍮等の金属により形成されるものであり、該支持部材１７の中心部には貫通孔１８が設けられる。

前記貫通孔１８の一端側には大径孔部１８ａが形成されており、半導体圧力センサ１３のハウジング１５が備える圧力導入管１５ａは、前記大径孔部１８ａの内面との間にリング状のシール部材１９を介在させて、貫通孔１８にその一端側から液密に嵌入される。

貫通孔１８に圧力導入管１５ａを嵌入させたハウジング１５は円筒部１７ｂの先端に当接され、その状態のハウジング１５に支持部材１７とは反対側から係合する複数たとえば一対の係合部材２０，２０が、ねじ部材２１，２１で円盤部１７ａの一端に締結される。これにより半導体圧力センサ１３は、そのハウジング１５を円筒部１７ｂおよび一対の係合部材２０，２０間で挟持するようにして支持部材１７に取付けられる。

支持部材１７の他端側には、貫通孔１８の他端側を覆う金属たとえばステンレス鋼製のダイヤフラム２２が取付けられ、該ダイヤフラム２２の一面を臨ませて支持部材１７およびハウジング１５内に形成される受圧室２３に、たとえばシリコーンオイル等の液状媒体が充填される。

支持部材１７の他端側外周部すなわち鍔部１７ｃの外周部には、金属たとえばステンレス鋼によってダイヤフラム２２の他面側を臨ませる皿状に形成される挟持部材２４の外周部全周が、支持部材１７との間にダイヤフラム２２の周縁部を挟持するようにしてかしめ結合される。

ダイヤフラム２２の周縁部を挟持するにあたり、支持部材１７の鍔部１７ｃおよび挟持部材２４には、相互に対応してリング状に形成される挟持突部１７ｄ，２４ａがそれぞれ突設されており、ダイヤフラム２２の周縁部は、それらの挟持突部１７ｄ，２４ａ間に挟持される。

また挟持突部１７ｄ，２４ａよりも外方側で、ダイヤフラム２２および鍔部１７ｃ間にはリング状のシール部材２５が挟持され、ダイヤフラム２２および挟持部材２４間にはリング状のシール部材２６が挟持されており、これらのシール部材２５，２６によりシール性を維持するようにして、ダイヤフラム２２の周縁部が支持部材１７の鍔部１７ｃおよび挟持部材２４の外周部間に挟持される。

挟持部材２４の中央部にはダイヤフラム２２とは反対側に突出する連結筒部２４ｂが一体に連設される。この連結筒部２４ｂには袋ナット２７が連結される。

この袋ナット２７は、前記連結筒部２４ｂを挿通させる挿通孔２８が中心部に設けられる端壁２７ａを有するものであり、挿通孔２８に挿通された連結筒部２４ｂの先端を袋ナット２７内で彎曲させて成る係合部２４ｃが端壁２７ａの内面に係合することにより、袋ナット２７に連結筒部２４ｃが連結される。

一方、管継手７が備える分岐管部７ａの先端部外面には前記袋ナット２７に螺合する雄ねじ２９が刻設されており、袋ナット２７内には、前記挿通孔２８に挿通された連結筒部２４ｃの先端部と、前記分岐管部７ａの先端との間に挟まれるリング状のシール部材３０が収容されており、管継手７の分岐管部７ａに袋ナット２７が螺合されることにより、管継手７すなわち検出管２が、圧力検出器８に気密に接続される。

この圧力検出器８からは、検出管２内の圧力が増加するのに応じて比例的に増大する信号が出力される。

図３において、上流端が空気フィルタ１２に接続される管路４の下流端には雄型継手部材３１が設けられ、下流端が管継手７に接続される管路６の上流端には雌型継手部材３２が設けられ、雄型継手部材３１および雌型継手部材３２間を接続する継手部材３３に絞り５が設けられる。

継手部材３３は、雄型継手部材３１を螺合せしめる有底円筒状の円筒部３３ａと、該円筒部３３ａの閉塞端に同軸に連なるとともに雌型継手部材３２に螺合される軸部３３ｂとを一体に備えるものであり、軸部３３ｂの中央部に同軸に設けられる貫通孔３４を貫通する毛細銅管３４が、たとえばロウ付けによって前記軸部３３ｂに、固定される。而して前記毛細銅管３４の一部を絞ることにより、たとえば０．３ｍｍφの内径を有する絞り５が形成され、空気供給源３からの空気は、たとえば２０ｃｃ／ｍｉｎ程度の流量に絞られて検出管２に供給されることになる。

次にこの実施例の作用について説明すると、井戸１内の液中に先端部を浸漬させるようにして検出管２が井戸１に挿入され、空気供給源３からの空気が絞り５で絞られることにより、少量の空気が検出管２に常時供給され、検出管２の先端からは少量の空気が気泡となって常時漏出される。しかも検出管２には、該検出管２内の空気圧を検出する圧力検出器８が接続されている。

このように少量の空気が常時供給されるとともに供給された分の少量の空気が漏出して入る状態で、検出管２内の圧力は、検出管２の先端から液面Ｌまでの水頭圧に対応した値となっている。したがって検出管２内の圧力を圧力検出器８で検出することにより、水頭圧すなわち液面Ｌに応じた圧力を検出することができ、圧力検出器８の検出値に応じた制御手段Ｃの演算により液面Ｌを正確に得ることができる。

しかも検出管２内に常時少量の空気が供給されるので、環境温度の変化が生じても検出管２内の空気の容積が大きく変化することはなく、環境温度の変化によっても井戸１の液面Ｌを精度良く検出することができる。また検出管２に供給される空気量が少量ですむので空気供給源３の小型化が可能である。

また井戸１内に挿入されるのは、耐熱性および耐蝕性を有する材料から成る検出管２だけであり、井戸１内が腐食性ガスの存在する高温雰囲気にあっても、充分な耐久性を確保することができる。

また絞り５を迂回する開閉弁９を開弁することにより、検出管２内に比較的大量の空気を供給することができるので、検出管２内の圧力を水頭圧に対応した値とするまでの時間を短縮し、検出開始時に液面Ｌを速やかに検出することができる。

さらに絞り５が、上流端が空気フィルタ１２に接続される管路４の下流端に設けられる雄型継手部材３１と、下流端が管継手７に接続される管路６の上流端に設けられる雌型継手部材３２間を接続する継手部材３３に設けられているので、絞り５に目詰まりが生じたときには継手部材３３を交換すればよい。

以上、本発明の実施例を説明したが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明を逸脱することなく種々の設計変更を行うことが可能である。

たとえば上記実施例では、温泉井戸の液面を検出する場合について説明したが、本発明は、井戸の液面を検出する検出装置として広く実施可能である。

本発明装置の構成を示す図である。 圧力検出器の縦断面図である。 絞りの構成を示す縦断面図である。

符号の説明

１・・・井戸
２・・・検出管
３・・・空気供給源
５・・・絞り
８・・・圧力検出器
９・・・開閉弁

Claims (1)

1. 耐熱性および耐蝕性を有する材料によって形成されるとともに井戸（１）内の液中に先端部を浸漬させるようにして前記井戸（１）に挿入される検出管（２）と、該検出管（２）の先端から常時空気を漏出させるに充分な圧力および量の空気を連続的に供給し得る空気供給源（３）と、前記検出管（２）および前記空気供給源（３）間に介設される絞り（５）と、該絞り（５）を迂回して前記空気供給源（３）および前記検出管（２）間に設けられる開閉弁（９）と、前記検出管（２）内の空気圧を検出するようにして検出管（２）に接続される圧力検出器（８）とを備えることを特徴とする井戸の液面検出装置。

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